Elektronische Schaltungsanordnung und System zum Anschalten einer Kraftfahrzeugsteuerung, sowie deren Verwendung
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, die Verwendung der Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 7 und ein System gemäß Oberbegriff von Anspruch 8.
In elektronischen Systemen zur Regelung der Bremskraft (ABS) oder zur Beeinflussung/Kontrolle der Fahrstabilität (ESP, ASR) ist eine Einheit zur Steuerung/Regelung und Informationsverarbeitung mit Sensoren und Aktuatoren verschiedenster Art, wie Raddrehzahlsensoren, Füllstandsensoren, elektromagnetische Hydraulikventile, Relais und dergleichen verbunden.
Wird das Kraftfahrzeug ausgeschaltet, z.B. wenn es geparkt wird, so schaltet sich das elektronische System sofort oder ggf. nach einer gewissen Zeit nach Abstellen des Fahrzeuges aus. Während das elektronische System ausgeschaltet ist, ändert sich jedoch im allgemeinen der Fahrzeugzustand, beispielsweise kann der Druck in einem hydraulischen Behälter während des Absteilens der Fahrzeugs abfallen. Kurz nach dem Einschalten des elektronischen Systems ist der aktuelle Fahrzeugzustand dem elektronischen System daher nicht bekannt. Demzufolge kann der Fahrzeugzustand während der Regler abgeschaltet ist, nicht ohne vorheriges Anschalten des Reglers abgefragt werden.
Dieses Problem kann auch nicht umgangen werden, wenn anstelle von flüchtigen Speichern, wie etwa dynamische oder statische RAMs, zur Speicherung von der Daten über den Fahrzeugzustand nichtflüchtige Speicher, wie Flash-ROMs, vorgesehen werden, da die Daten über den Fahrzeugzustand bei einem ausgeschalteten elektronischen System nicht aktualisiert werden
können .
Soll beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug, welches mit einer elektrohydraulischen Bremse (EHB) ausgestattet ist, der Füllstand des zum EHB gehörenden hydraulischen Speichers überwacht werden, so ist dies mit bekannten dauerhaft abschaltenden elektronischen Reglern nicht auf einfache Weise möglich. Insbesondere langfristige Effekte, wie zum Beispiel die Abnahme des Drucks im besagten hydraulischen Speicher aufgrund einer geringen Undichtigkeit des Druckbehälters oder der Zuleitungen, können nicht überwacht werden. Fällt der Druck des Hydraulik-Behälters in einer EHB-Bremsanlage unter einen bestimmten Wert ab, so muß der Druck durch eine Druckerhöhungseinrichtung (Pumpe) wieder angehoben werden, damit möglichst unmittelbar nach Auslösen eines Bremsvorgangs durch den Fahrer der volle Bremsdruck wieder zur Verfügung steht. Wenn nun ein Kraftfahrzeug mit EHB über einen längeren Zeitraum abgestellt war, so kann das elektronische System einen Druckabfall im hydraulischen Behälter erst dann erkennen, wenn der Fahrer das Fahrzeug startet. Zu diesem Zeitpunkt steht aber der volle Druck im Hydraulikbehälter noch nicht zur Verfügung. Hierdurch besteht die Gefahr, daß nach dem Lösen der Feststellbremse die Bremsanlage nicht sofort zur Verfügung steht.
Das Aktivieren des elektronischen Systems über einen längeren Zeitraum ist jedoch in verschiedener Hinsicht nachteilhaft. So kann es beispielsweise zu einem hohen Stromverbrauch, einer dauerhaften Erwärmung oder einer übermäßigen Beanspruchung der elektronischen Bauelemente durch den Dauerbetrieb kommen.
Die vorliegende Erfindung setzt sich daher zum Ziel, die vorstehend beschriebenen bekannten elektronischen Schal-
tungsanordnungen zur Steuerung von Kraftfahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugbremsen, dahingehend zu verbessern, daß die Steuerung und die durch die Steuerung angesteuerte Vorrichtung unmittelbar nach dem Anschalten vollständig zur Verfügung stehen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1.
Die elektronische Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung umfaßt eine mit einer Strom-/Spannungsversorgung anschaltbare Kraftfahrzeugsteuerung. Die Kraftfahrzeugsteuerung ist beispielsweise ein teilweise elektronisch und elektromecha- nisch aufgebauter Regler für eine elektrohydraulische Bremsanlage (EHB) , welche vorzugsweise zur Steuerung und Informationsverarbeitung in Brems- oder Antriebssystemen vorgesehen ist. Sie umfaßt daher insbesondere mindestens einen Mikroprozessor. Ferner sind im allgemeinen Sensoreingänge und Steuerungsausgängen für Aktuatoren vorhanden.
Mit der elektronischen Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann eine Messung des Druckabfalls in einem Hydraulikbehälter vorgenommen und erkannt werden, indem der Fahrzeugzustand, insbesondere das Signal eines Druckmeßelements am Hydraulikbehälter des EHB, über einen längeren Zeitraum hinweg beobachtet wird.
Die Anschalteinheit kann die Kraftfahrzeugsteuerung in regelmäßiger oder unregelmäßiger Folge anschalten oder abschalten. Vorzugsweise handelt es sich bei der Anschalteinheit um ein elektronisches Uhrmodul, ein elektronisches Kalendermodul oder ein Modul mit mindestens einem digitalen Zähler. Die Anschalteinheit ist zweckmäßigerweise permanent und ins-
besondere durch den Fahrer nicht unterbrechbar an die Stromversorgung eines Fahrzeugs angeschlossen oder sie entscheidet nach dem Einschalten selbsttätig über die Trennung der Stromversorgung. Besonders bevorzugt ist das Schaltungselement zum Trennen von der Spannungsversorgung in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nicht vorhanden.
Es ist ebenfalls zweckmäßig, daß die Anschalteinheit so gestaltet ist, daß Zeitintervalle vorgebbar sind, in der die Anschalteinheit die Kraftfahrzeugsteuerung anschaltet. Es ist weiterhin zweckmäßig, daß die Zeitintervalle durch die Kraftfahrzeugsteuerung beispielsweise über eine Verbindungsleitung vorgebbar bzw. programmierbar sind.
Bevorzugt umfaßt die Anschalteinheit ein Zeitmodul. Die im Zeitmodul festgelegt Zeit bzw. ganz allgemein der Kalender, in dem festgelegt ist, wann ein Aufwecken des Reglers erfolgen soll, kann fest durch das Zeitmodul vorgegeben sein oder vorzugsweise durch das Rechnersystem programmierbar sein. Im letztgenannten Fall können die Meßintervalle darüber hinaus insbesondere an den Gradienten des Meßsignals dynamisch anpaßt werden. Ist zum Beispiel der Gradient des Meßsignals groß, kann häufiger eine Messung erfolgen, als bei einem kleinen Gradienten des Meßsignals.
Nach Ablauf einer Zeitperiode wird das System für eine kurze Zeit zur Messung, Überwachung oder auch Aktivierung von Ak- tuatoren eingeschaltet. Beispielsweise lassen sich Stromgrenzen für den 'Ruhestrom (Standby) von 500 μA kostengünstig, d.h. mit einer geringen Zahl zusätzlicher Bauelemente erreichen.
Die Anschalteinheit hat vorzugsweise einen geringen Energiebedarf. Sie verbraucht daher besonders bevorzugt einen Strom von weniger als 1 mA, insbesondere weniger als 600 μA.
Die Schaltungsanordnung erfüllt dann vorteilhafterweise die hohen Anforderungen bezüglich des mittleren Ruhestromverbrauchs, die bei modernen Kraftfahrzeugen an einen elektronischen Regler gestellt werden.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung für die Steuerung und/oder Überwachung von elektronischen oder elektrohydraulischen Bremssystemen, insbesondere elektrohydraulischen Bremssystemen.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System nach Anspruch 8.
Gemäß der Erfindung wird mit einer Schaltungsanordnung wie weiter oben beschrieben eine Überwachung von Meßgrößen durchgeführt, insbesondere wird eine Überwachung des Drucks in einem Hydraulikbehälter eines elektronischen Bremssystems durchgeführt. Ganz besonders bevorzugt wird eine Überwachung eines elektrohydraulischen Bremssystems durchgeführt. Gemäß dem System wird die Kraftfahrzeugsteuerung zum Sparen von Energie abgeschaltet. Die Anschalteinheit aktiviert dann die Kraftfahrzeugsteuerung nach dem Abschalten zeitlich begrenzt in periodischen oder aperiodischen zeitlichen Abständen. Hierdurch kann eine Überwachung der Meßgrößen durchgeführt werden.
Die Überwachung der Meßgrößen führt in der Regel zu Meßergebnissen, die zu einem späteren Zeitpunkt ausgewertet werden müssen. Wird die Kraftfahrzeugsteuerung ausgeschaltet, so gehen die Meßergebnisse verloren. Weiterhin ist es nachteilig, daß für den abgeschalteten Zeitraum keine Zwischenergebnisse verfügbar sind.
Vorzugsweise können daher die Meßgrößen in einem nichtflüchtigem Speicher abgelegt werden.
Außerdem kann eine Kompensation der im obigen Beispiel der elektrohydraulischen Bremse (EHB) genannten Druckverlusteffekte im Hydraulikbehälter durchgeführt werden. Die hydraulische Speicherleckage ist hierdurch nicht nur feststellbar sondern auch quantisierbar und kompensierbar z.B. durch das periodische Einschalten einer Ladepumpe. —
Dies ist von Vorteil, da eine direkt am Behälter vorgesehene mechanische oder elektronische Einrichtung zum Einschalten eines Druckerhöhungsmittels in Abhängigkeit von der Drucküberwachung entfallen kann. Ferner kann eine kostenintensive elektrische Ersatzschaltung, die den strengen Anforderungen an Ruhestrom genügen müßte, entfallen.
Bevorzugt wird nach dem System die Leckage eines Druckbehälters überwacht und bei Unterschreiten eines festgelegten Grenzwerts für den Druck während des zeitlich begrenzten An- schaltens der Druckbehälter durch eine Fülleinrichtung wieder aufgefüllt.
Erfindungsgemäß ist es möglich, eine Messung z.B. einer hydraulischen Speicherleckage über einen langen Zeitraum hinweg durchzuführen, wodurch sich zum einen insbesondere Alterungen des Systems messen lassen, aber auch gezielte Wartungen vor Einschalten des Reglers durch den Fahrer durchgeführt werden können. Hieraus ergibt sich neben einer Kostenreduktion auch eine höhere Verfügbarkeit und/oder Sicherheit der mit dem Regler angesteuerten Komponenten.
Erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt kann auch der Ladezustand eines elektrischen Energiespeichers durch das System überwacht werden, insbesondere die Spannung eines Akkumulators, z.B. einer elektromechanischen Bremse (EMB) .
Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteran-
Sprüchen und der nachfolgenden Figurenbeschreibung.
Es zeigt
Fig. 1 ein Beispiel für eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 wertet der Regler 1 mit einem Mikroprozessor, der einen Regelalgorithmus abarbeitet Eingangssignale von Sensoren S aus und steuert in Abhängigkeit vom Ergebnis der Sensorauswertung die Aktuatoren C an. Mit der Strom- /Spannungsversorgung 6 des Reglers oder aber mit dem Regler selbst ist ein Modul zu Messung der Zeit 2 verbunden, welches eine separate Strom-/Spannungsversorgung 5 aufweist, die auch dann noch vorhanden ist, wenn die Strom- /Spannungsversorgung des Reglers über den Schalter 4 ausgeschaltet wird oder wenn dieser sich selbst ausschaltet.
Das Modul zur Mess-ung der Zeit 2 kann auf unterschiedliche Weise realisiert sein. Es kann sich hierbei z.B. um ein Uhrmodul in an sich bekannter Bauart handeln oder aber um eine elektronische Schaltungsanordnung, die im wesentlichen aus digitalen Zählern 7 gebildet ist. Vorzugsweise zeichnet sich das Zeitmeßmodul durch eine geringe Stromaufnahme aus . Eine hohe Genauigkeit läßt sich bei diesem Bauelement kostengünstig realisieren, da nur wenige Bauelemente benötigt werden. Für den Fall, daß das Zeitmeßmodul aus digitalen Zählern aufgebaut wird, so kann dieses vorzugsweise, was besonders einfach ist, so aufgebaut sein, daß ein Oszillator mit einem Zähler Count verbunden wird, der vorwärts oder auch rückwärts zählt. Wird der Zähler so betrieben, daß er rückwärts zählt, kann der Zählerinhalt mittels eines Vergleichselement 8 mit dem Wert Null verglichen werden. Der Zähler kann zweckmäßigerweise mit einem Schaltungsteil 9 (Wake Unit WU)
zum Ansteuern des Stromversorgungsschalters 4 verbunden werden.
Durch einen Ausgang 3 des Echtzeitmeßmoduls, das kontinuierlich mit Energie über die Leitung 5 versorgt wird, wird der ggf. abgeschaltete Regler nach einer bestimmten Zeit wieder mit der Strom-/Spannungsversorgung verbunden (aufgeweckt) und kann in Abhängigkeit von durch die Zeitzähleinheit vorgebbaren Perioden Messungen, z.B. eine Messung der Speicherleckage, durchführen.
Bei Verwendung eines vorstehend beschriebenen Zeitmeßmoduls wird über die Strom-/Spannungsversorgung 5 einer nicht gezeichneten Energieversorgung erheblich weniger Energie entzogen, als dies bei eingeschaltetem Verbraucher 1 über die Strom-/Spannungsversorgung 6 der Fall ist.